不同类型水稻品种稻米淀粉RVA谱对外源硒肥的响应

田 敏，赵 祥，韦叶娜，杨国涛，王学春，赵长坤，胡运高

（西南科技大学水稻研究所，四川 绵阳 621010）

作为人体不可或缺的重要元素，硒具有抗氧化、提高免疫等多种生物学功能，对防治克山病、癌症、心血管疾病、白内障、糖尿病具有重要作用［1-3］。我国约60%的人口以稻米为主食，适当增加稻米硒元素含量，可有效提高稻米品质，满足当前社会对高品质米的需求，提高人口健康水平。国内可以自然生产富硒稻米的地区仅有湖北恩施、海南等地［4-5］，远不能满足中国缺硒人口对富硒稻米的需求。Lee等［6］研究发现在酸性土壤上，对亚硒酸盐吸附能力高于碱性土壤。有研究表明，在蔬菜中施用硒肥能够提高植物的硒含量［6-9］；施用外源硒能显著增加稻米硒含量，且在一定浓度范围内随着施用硒浓度的增大稻米中硒含量有增加的趋势［9-13］。许多学者［14-18］对硒生物富集动态、分布规律、生理生化功能、硒蛋白结合等进行了深入研究；也有学者［19-20］研究了外源硒对稻米品质的影响，认为外源硒肥对于水稻稻米的精米率、整精米率以及垩白度等外观品质影响不显著。这些研究为富硒大米的增产和提高外观品质，提供了技术支持。当前外源硒对稻米粘滞性的研究相对较少，外源硒对稻米食味品质和蒸煮品质的影响还不明确。澳大利亚Newport Scientific Instrument公司开发的粘度速测仪（RVA）因其模拟淀粉糊化的过程，能快速、准确、简单的反映测量出的淀粉黏度变化，在谷物蒸煮食味品质测定领域得到广泛使用［20-24］。

本研究以2种不同类型水稻为材料，采取叶面喷施硒肥的方法，通过测定稻米淀粉RVA谱，分析稻米蒸煮食味品质，明确外施硒肥对稻米品质的影响，为富硒大米的生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

田间试验于2017年在西南科技大学江油重华试验基地进行，基地海拔800 m以上。水稻种子经正常浸种、催芽后，4月中旬播种，5月中下旬移栽，栽培规格为33.50 cm×16.70 cm。供试土壤养分含量为全氮1.98 g/kg、速效氮80.30 mg/kg、速效磷43.30 mg/kg、速效钾76.20 mg/kg 、硒元素0.21 mg/kg，并按照正常的管理水平进行管理。

1.2 试验设计

采用适合高海拔种植的优质水稻品种泰选1号（籼稻品种）和粳选1号（粳稻品种）为试验材料；选择随机区组试验设计，以亚硒酸钠为硒肥来源进行叶面喷施，选择6个亚硒酸钠处理水平，分别为CK（叶面喷施清水）、T1（叶面喷施3.00 g/hm2亚硒酸钠溶液）、T2（叶面喷施6.00 g/hm2亚硒酸钠溶液）、T3（叶面喷施9.00 g/hm2亚硒酸钠溶液）、T4（叶面喷施12.00 g/hm2亚硒酸钠溶液）和T5（叶面喷施15.00 g/hm2亚硒酸钠溶液）。于水稻灌浆期喷施，每个处理3次重复。

1.3 取样与测定

水稻收获后，将稻谷在室温下保存3个月，使其理化特性趋于稳定后，脱壳碾成精米，用粉碎器（perten3100型实验室锤式旋风粉碎磨）粉碎，过筛后备用。采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的3-D型黏度速测仪测定稻米淀粉RVA谱，用TCW（Thermal Cycle for Windows）配套软件进行分析。根据AACC操作规程［22］，含水量为12.00%时，水稻米粉的样品量为3.00 g，加蒸馏水25.00 mL。加温过程为：50℃下保持1 min；以恒速升到95.00℃（3.8 min），保持2.5 min；再以恒速下降到50℃（3.8 min），保持1.4 min。搅拌器在起始10 s内转动速率为960 r/min，之后保持在160 r/min。RVA谱特征值主要包括一级数据，即峰值黏度（PKV）、热浆黏度（HPV）、冷胶黏度（CPV）、峰值时间（PeT）和起始糊化温度（PaT），以及二级数据，崩解值（breakdown value，BDV）、回复值（CSV）。黏滞值用RVU （RVA黏度单位）表示。

试验数据采用Microsoft Excel 2003和SAS9.0软件进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 稻米淀粉RVA谱特征值方差分析

外施硒肥对稻米淀粉RVA谱特征值均有显著或极显著影响（表1）。除糊化温度外，品种差异对稻米淀粉 RVA 图谱的峰值黏度等 6项特征值存在极显著影响。外施硒肥对糊化温度的影响大于品种差异，品种差异对回复值的影响大于外施硒肥。说明淀粉RVA谱特性不仅受品种差异的影响，同时受硒肥施用量调控。品种与外施硒肥互作对峰值粘度、回复值、崩解值和糊化时间均有极显著影响，而对峰值粘度则有显著影响。

表1 稻米淀粉 RVA 谱特征值方差分析（F值）

2.2 不同类型水稻品种的淀粉RVA谱特性比较

从表可以看出，泰选1号与粳选1号在峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度、崩解值和峰值时间上均有显著差异，而糊化温度和回复值则无显著差异。泰选1号峰值黏度比粳选1号高972.11 RVU，冷胶黏度比粳选1号高114.45 RVU，回复值比粳选1号高203.23 RVU，崩解值比粳选1号高1060.88 RVU；而糊化温度比粳选1号低0.01℃，峰值时间比粳选1号延后0.58 s。

表2 品种差异对淀粉RVA谱特性的影响（平均值）

2.3 外施硒肥对淀粉RVA谱特性的影响

2.3.1 外施硒肥对于稻米淀粉RVA糊化温度的影响 在外施硒肥量为3.00～9.00 g/hm2时两品种的糊化温度呈现增长趋势，施用量为3.00～6.00 g/hm2，糊化温度出现最大增幅，后趋于平稳（图1）。在不施用外源硒肥和施用量在6 g/hm2和15.00 g/hm2情况下，泰选1号的糊化温度相对于粳选1号分别高0.20、0.04、0.05℃。当外施硒肥浓度为3.00～12.00 g/hm2时，粳选1号糊化温度高于泰选1号。粳选1号在外施硒肥浓度为9.00～12.00 g/hm2时糊化温度达到最大值（75.88℃）。当不外施硒肥时，泰选1号糊化温度高于粳选1号0.75℃。泰选1号在施用量为15.00 g/hm2时达到最大（75.85℃）。在外施硒肥用量为6.00 g/hm2时两品种间糊化温度差值达到最大（0.24℃）。表明施用硒肥并不会对水稻稻米淀粉糊化温度产生显著影响。

图1 不同硒肥用量对泰选1号和粳选1号稻米淀粉PaT的影响

2.3.2 外施硒肥对于稻米淀粉RVA峰值黏度的影响 在外施硒肥情况下，泰选1号的峰值黏度高于粳选1号（图2）。在外施硒肥用量为6.00 g/hm2时，两品种间的黏度值相差达到最大值（1 199.00 RVU）。泰选1号在9.00 g/hm2时峰值粘度高于不施硒肥处理达到最大值（97.00 RVU），而其余硒肥处理均低于不施硒肥处理，形成降低的趋势，且在使用量为12.00 g/hm2和15.00 g/hm2时极显著降低；粳选1号在硒肥施用量为9.00 g/hm2和15.00 g/ hm2时峰值粘度高于不施硒肥处理，且在9.00 g/ hm2时达到最大值，但并无显著差异，高出对照114.00 RVU，其他硒肥处理的峰值粘度值则都表现为低于对照。粳选1号6.00 g/hm2和12.00 g/hm2出现显著降低。因此，外施硒肥会降低稻米淀粉的峰值粘度。

图2 不同硒肥用量对泰选1号和粳选1号稻米淀粉PKV的影响

2.3.3 外施硒肥对于稻米淀粉RVA热浆黏度的影响 在所有的硒肥处理中，粳选1号的热浆黏度高于泰选1号，且在外源硒肥的施用量增加的过程中，热浆黏度出现了两次增长趋势（图3）。在外施硒肥用量为9.00 g/hm2时，泰选1号出现最大值1 837.33 RVU，且比对照显著增加167.66 RVU；施用量为3.00 g/hm2和12.00 g/hm2时，分别低于对照41.34 RVU和20.67 RVU。在外施硒肥用量为3.00、9.00、12.00 g/hm2时，粳选1号的热浆黏度低于对照，且在施用量为3.00 g/hm2时出现显著降低；施用量在6.00 g/hm2时，热浆黏度最大，比对照高40.33 RVU。可见，外施硒肥的用量会影响热浆黏度的数值。

图3 不同硒肥用量对泰选1号和粳选1号稻米淀粉HPV的影响

2.3.4 外施硒肥对于稻米淀粉RVA冷浆黏度的影响 在各处理中，泰选1号的冷浆黏度始终高于粳选1号（图4）。在外施硒肥用量在3.00～5.00 g/hm2时， 泰选1号的冷浆粘度呈现增长的趋势，而粳选1号在12.00 g/hm2时出现降低的情况。在施用量为3.00 g/hm2时，两品种均低于对照；在施用量为15.00 g/hm2时，出现峰值（2986.00 RVU，2866.00 RVU）。泰选1号在施用量为9.00、12.00、15.00 g/hm2时相对于对照出现显著增加。可见，在施用硒肥时，会改变稻米淀粉冷胶黏度值，不同的水稻品种类型有不同的表现。

图4 不同硒肥用量对泰选1号和粳选1号稻米淀粉冷浆黏度的影响

2.3.5 外施硒肥对于稻米淀粉RVA回复值的影响 在不同的外施硒肥用量下，泰选1号的回复值均高于粳选1号（图5）。 泰选1号在施用量为12.00 g/hm2时，回复值为最大值1 308.00 RVU，与对照形成极显著差异，且高出 105.00 RVU；在6.00 g/hm2和 15.00 g/hm2处理时，回复值均为1 191.00 RVU，比对照高12.33 RVU；外施硒肥用量为9.00 g/hm2时，回复出现最小值，比对照低54.66 RVU。当施用硒肥后，粳选1号的回复值均高于对照，最大相差值为103.67 RVU，最小差值为29.34 RVU；在3.00 g/hm2和9.00 g/hm2极显著高于对照，且在施用量为15.00 g/hm2时，同样表现为显著增加。可见，施用硒肥后会引起回复值的变化。

图5 不同硒肥用量对泰选1号和粳选1号稻米淀粉回复值的影响

2.3.6 外施硒肥对于稻米淀粉RVA崩解值的影响 除施用量为12.00 g/hm2时，泰选1号的崩解值低于粳选1号，其余处理的崩解值均高于粳选1号（图6）。随着硒肥施用量的增加，泰选1号的崩解值呈现缓慢降低的趋势，在施用量为12.00 g/hm2时，为2636.33 RVU，比对照显著降低，当施用量为15.00 g/hm2时，也出现极显著下降。而粳选1号的崩解值在6.00 g/hm2时出现极显著降低，比对照低308.67 RVU。施用量为9.00 g/hm2时为极显著增加，达到1 857.00 RVU，比对照高132.00 RVU。可见，不同品种在外施硒肥后崩解值会出现不同的变化情况。

图6 不同硒肥用量对泰选1号和粳选1号稻米淀粉崩解值的影响

2.3.7 外施硒肥对于稻米淀粉RVA峰值时间的影响 在硒肥各处理中粳选1号的峰值时间大于泰选1号（图7），最大相差值为0.78 s。泰选1号各硒肥处理的峰值时间均大于对照，差值在0.10范围以内，但在9.00、12.00、15.00 g/hm2时与对照相比呈极显著增加。在施用硒肥后，粳选1号的峰值时间均大于对照，最高出现在6.00 g/hm2处理，与对照相比为极显著增加；在0.00～6.00 g/hm2和9.00～15.00 g/hm2出现两次增长的状况，在12.00 g/hm2和15.00 g/hm2时也比对照极显著增加。可见，外施硒肥施用量的增加，会影响峰值时间。

图7 不同硒肥用量对泰选1号和粳选1号稻米淀粉峰值时间的影响

2.4 施用硒肥施用量与淀粉RVA谱特性值的相关性分析

硒肥处理与RVA图谱的糊化温度呈现极显著正相关，与热浆黏度、冷胶黏度、回复值和峰值时间呈正相关（表3）；峰值黏度与崩解值和硒肥施用呈负相关；其中糊化温度最大为0.71534。峰值黏度与冷胶黏度、回复值、崩解值呈极显著正相关，与峰值时间呈极显著负相关。热浆黏度与回复值、崩解值呈极显著负相关，与峰值时间呈极显著正相关。冷胶黏度与回复值、崩解值呈极显著正相关，与峰值时间呈极显著负相关。回复值与崩解值呈极显著正相关，与峰值时间呈极显著负相关。崩解值与峰值时间呈极显著负相关。

3 结论与讨论

前人研究［13］发现不同类型水稻，在施用硒肥后产量性状会发生不同的变化。对于稻米淀粉RVA图谱特征值同样有不同的影响。本研究中，对于RVA图谱中的7个特征值经过分析发现：泰选1号的峰值黏度、冷浆黏度、回复值、崩解值以及峰值时间均显著高于粳选1号，而热浆黏度显著低于粳选1号，糊化温度无显著性差异。这是由于泰选1号属于籼稻品种，粳选1号属于粳稻品种，两品种会对于外施硒肥后产生不同的变化。

表3 外施硒肥与淀粉RVA特征值的相关性分析

研究发现，粳稻品种随着氮肥施用水平升高，峰值黏度、崩解值逐渐下降，糊化温度逐渐升高，而热浆黏度、冷浆黏度和回复值变化无明显规律［24-26］。在本研究中，粳选1号随着外施硒肥的水平升高，峰值黏度、崩解值下降，回复值和峰值时间有增加，糊化温度、热浆黏度、冷浆黏度并未明显规律。这结果与前人研究并不完全一致。而前人对于外施硒肥后，籼稻品种RVA值的变化并未报道，本研究中，泰选1号随着外施硒肥水平的升高，热浆黏度、冷浆黏度、峰值时间和回复值出现了上升，峰值黏度和崩解值逐渐下降，糊化温度并未出现明显的规律。

方勇等［27］研究表明，与不喷施硒肥对照相比，喷施75 g/hm2硒肥处理的稻米中粗蛋白含量显著提高，喷施75 g/hm2和100 g/hm2硒肥处理有利于稻米中锰和铁元素的吸收，可提高水稻籽粒营养品质。本研究中在不同水平外施硒肥条件下，稻米糊化温度均无显著性差异，而对其余RVA图谱特征值均有影响。在施用量为3 g/hm2时，峰值黏度、热浆黏度和冷浆黏度出现了降低的情况，而后出现了上升的趋势，且回复值、崩解值和峰值时间相对于对照出现了增加。除粳选1号的峰值黏度和热浆黏度发生显著性降低外，其余均为发生显著性降低。刘志霞等［26］利用RVA测定仪对42个水稻品种各个特征值与稻米直链淀粉含量的高低也具有较好的相关性, 可以用来评价稻米的蒸煮与食用品质和筛选优质水稻品种。隋炯明等［28］分析表明在优质育 种中，RVA 谱的测定与理化指标结合乃至取代， 可以作为选择品质优良材料的有效指标，认为食味较好的品种崩解值＞80 RVU，冷胶粘度＜220 RVU，消减值＜20 RVU，回复值＜90 RVU。在本研究中硒肥施用与RVA谱的糊化温度呈现出极显著正相关，而RVA图谱相关值与前人研究不相同。